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14.在一定温度下,向aL密闭容器中加入1molX气体和2mol Y气体,发生如下反应:X(g)+3Y(g)?4Z(g),此反应达到平衡的标志是(  )
A.容器内压强不随时间变化
B.容器内各物质的浓度不随时间变化
C.容器内X、Y、Z的浓度之比为1:3:4
D.单位时间消耗0.1 molX同时生成0.4molZ

分析 由X(g)+3Y(g)?4Z(g)可知,该反应前后的化学计量数之和相等,然后根据达到平衡时,正逆反应速率相等,但不等于零,各物质的浓度不再改变,据此分析判断.

解答 解:A、由X(g)+3Y(g)?4Z(g)可知,该反应前后的化学计量数之和相等,所以压强不再变化的状态不一定是平衡状态,故A错误;
B、反应达平衡时,各物质的浓度不再随时间改变,是平衡化学平衡状态的依据,故B正确;
C、反应达到平衡时的浓度与反应的初始物质的量以及反应的转化程度有关,所以不能确定是否达到平衡,故C错误;
D、消耗0.1 molX同时生成0.4molZ只能表明正反应方向,不能说明正逆反应速率相等,所以不能用来作为判断是否达到平衡状态的依据,故D错误;
故选B.

点评 本题考查了化学平衡状态的判断,难度不大,平衡状态的本质是正逆反应速率相等,化学平衡状态的判断常以选择题方式考查.

练习册系列答案
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3.DME(二甲醚、CH3OCH3)是一种重要的清洁能源,可作为柴油的理想替代燃料和民用燃料,被誉为“二十一世纪的新能源”.另外,二甲醚还被广泛用作致冷剂、气雾剂以及有机化工中间体.
(1)工业上一步法制二甲醚的生产流程如下:

在一定的温度(230-280℃)、压强(2-10MPa)和催化剂作用下,反应器中进行下列一些反应:
CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H=-90.7kJ•mol-1
2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g)△H=-23.5kJ•mol-1
CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H=-41.2kJ•mol-1
①反应器中总反应式可表示为:3CO(g)+3H2(g)?CH3OCH3(g)+CO2(g),则该反应的△H=:-246.1kJ/mol.
②在生产过程中反应器必须要进行换热,以保证反应器的温度控制在230-2800C,其原因是因为这些反应均为放热反应,随着反应的进行,反应器内温度必升高.而温度升高,化学平衡向左移动,同时,温度不断升高,催化剂的活性将降低,均不利于二甲醚的合成.
(2)CO2是大气中含量最高的一种温室气体,控制和治理CO2是解决温室效应的有效途径.目前,由CO2来合成二甲醚已取得了较大的进展,其化学反应是:2CO2(g)+6H2(g)?CH3OCH3(g)+3H2O(g)△H>0.判断该反应在一定条件下,体积恒定的密闭容器中是否达到化学平衡状态的依据是BD.
A.容器中密度不变          B.容器内压强保持不变
C.v(CO2):v(H2)=1:3      D.单位时间内消耗2molCO2,同时消耗1mol二甲醚
(3)如图为二甲醚燃料电池的工作原理示意图.请回答下列问题:

①A电极是正极.
②B电极上发生的电极反应式是CH3OCH3+3H2O-12e-═2CO2+12H+
③若燃料电池中通入二甲醚(沸点为-24.9℃)的速率为1.12L/min(标准状况),以该燃料电池作为电源电解2mol•L-1CuSO4溶液500mL,则通电30秒钟后理论上在阴极可析出金属铜7.2g(假设整个过程中,能量利用率为75%).

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